Departamento de Física, Kyushu University, Fukuoka, 819-0395, Japão
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Sumário
Investigamos a natureza quântica da gravidade em termos da coerência de objetos quânticos. Como configuração básica, consideramos dois objetos gravitando cada um em um estado de superposição de dois caminhos. A evolução dos objetos é descrita pelo mapa completamente positivo e preservador de traços (CPTP) com uma propriedade de preservação populacional. Essa propriedade reflete que a probabilidade dos objetos estarem em cada caminho é preservada. Usamos a $ell_1$-norma de coerência para quantificar a coerência de objetos. No presente artigo, a natureza quântica da gravidade é caracterizada por um mapa de emaranhamento, que é um mapa CPTP com capacidade de criar emaranhamento. Introduzimos a testemunha do mapa emaranhado como um observável para testar se um determinado mapa é emaranhado. Mostramos que, sempre que os objetos gravitantes têm inicialmente uma quantidade finita da norma de coerência $ell_1$, a testemunha testa o mapa de emaranhamento devido à gravidade. Curiosamente, descobrimos que a testemunha pode testar essa natureza quântica da gravidade, mesmo quando os objetos não ficam emaranhados. Isso significa que a coerência dos objetos gravitando sempre se torna a fonte do mapa de emaranhamento devido à gravidade. Discutimos ainda um efeito de decoerência e uma perspectiva experimental na presente abordagem.
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► Referências
[1] S. Bose, A. Mazumdar, GW Morley, H. Ulbricht, M Toro$check{text{s}}$, M. Paternostro, AA Geraci, PF Barker, MS Kim e G. Milburn, “Spin Entanglement Witness for Gravidade Quântica”, Phys. Rev. Lett. 119, 240401 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.240401
[2] C. Marletto e V. Vedral, “Emaranhamento Induzido Gravitacionalmente entre Duas Partículas Massivas é Evidência Suficiente de Efeitos Quânticos na Gravidade”, Phys. Rev. Lett. 119, 240402 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.240402
[3] H. Chau Nguyen e F. Bernards, “Dinâmica de entrelaçamento de dois objetos mesoscópicos com interação gravitacional”, Eur. Física J. D 74, 69 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1140 / epjd / e2020-10077-8
[4] H. Chevalier, AJ Paige e MS Kim, “Testemunhando a natureza não clássica da gravidade na presença de interações desconhecidas”, Phys. Rev. A 102, 022428 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.022428
[5] TW van de Kamp, RJ Marshman, S. Bose e A. Mazumdar, “Testemunha da gravidade quântica através do emaranhamento de massas: triagem de Casimir”, Phys. Rev. A 102, 062807 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.062807
[6] D. Miki, A. Matsumura, e K. Yamamoto, "Entanglement and decoherence of massivas partículas devido à gravidade", Phys. Rev. D 103, 026017 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.103.026017
[7] J. Tilly, RJ Marshman, A. Mazumdar e S. Bose, “Qudits para testemunhar o emaranhamento induzido por gravidade quântica de massas sob decoerência”, Phys. Rev. A 104, 052416 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.052416
[8] T. Krisnanda, GY Tham, M. Paternostro e T. Paterek, "Emaranhamento quântico observável devido à gravidade", Quantum Inf. 6, 12 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-020-0243-y
[9] S. Qvarfort, S. Bose e A. Serafini, "emaranhamento mesoscópico através de interações de potencial central", J. Phys. B: Em. Mol. Optar. Física 53, 235501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1361-6455 / abbe8d
[10] AA Balushi, W. Cong e RB Mann, “Experiência de Cavendish quântica optomecânica”, Phys. Rev. A 98 043811 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.043811
[11] H. Miao, D. Martynov, H. Yang e A. Datta, "Correlações quânticas de luz mediada pela gravidade", Phys. Rev. A 101 063804 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.063804
[12] A. Matsumura, K. Yamamoto, "Emaranhamento induzido pela gravidade em sistemas optomecânicos", Phys. Rev. D 102 106021 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.102.106021
[13] D. Miki, A. Matsumura, K. Yamamoto, “Emaranhamento não gaussiano em massas gravitacionais: O papel dos cumulantes”, Phys. Rev. D 105, 026011 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.105.026011
[14] D. Carney, H. Muller e JM Taylor, "Usando um Interferômetro Atom para Inferir a Geração de Emaranhamento Gravitacional", Phys. Rev. X Quantum 2 030330 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030330
[15] JS Pedernales, K. Streltsov e M. Plenio, "Aprimorando a interação gravitacional entre sistemas quânticos por um mediador maciço", Phys. Rev. Lett. 128, 110401 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.110401
[16] A. Matsumura, Y. Nambu e K. Yamamoto, “Desigualdades de Leggett-Garg para testar a quantidade da gravidade”, Phys. Rev. A 106,012214 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.106.012214
[17] M. Bahrami, A. Großardt, S. Donadi e A. Bassi, "A equação de Schrödinger-Newton e seus fundamentos", New J. Phys. 16, 115007 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/11/115007
[18] D. Kafri, JM Taylor e GJ Milburn, “Um modelo de canal clássico para decoerência gravitacional”, New J. Phys. 16, 065020 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/6/065020
[19] T. Baumgratz, M. Cramer e MB Plenio, “Quantifying Coherence”, Phys. Rev. Lett. 113, 140401 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140401
[20] AW Harrow e MA Nielsen, “Robustez de portas quânticas na presença de ruído”, Phys. Rev. A 68, 012308 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.012308
[21] FGSL Brand$tilde{text{a}}$o e MB Plenio, “Uma Teoria Reversível do Emaranhamento e sua Relação com a Segunda Lei”, Comm. Matemática. Física 295, 829 (2010).
https://doi.org/10.1007/s00220-010-1003-1
[22] MA Nielsen e I. Chuang, “Computação Quântica e Informação Quântica” (Cambridge University Press, Cambridge, Inglaterra, 2002).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667
[23] A. Matsumura, "Operação de entrelaçamento de caminhos e interação gravitacional quântica", Phys. Rev. A 105, 042425 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.042425
[24] S. Bose, A. Mazumdar, M. Schut e M. Toro$check{text{s}}$, "Mecanismo para os grávitons de natureza quântica para emaranhar massas", Phys. Rev. D 105, 106028 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.105.106028
[25] RJ Marshman, A. Mazumdar e S. Bose, "Localidade e entrelaçamento em testes de mesa da natureza quântica da gravidade linearizada", Phys. Rev. A 101, 052110 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.052110
[26] R. Horodecki, P. Horodecki, M. Horodecki e K. Horodecki, "Entaranhamento quântico", Rev. Mod. Física 81, (2009) 865.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.865
[27] R. Werner, “Estados quânticos com correlações Einstein-Podolsky-Rosen admitindo um modelo de variável oculta”, Phys. Rev. A 40, 4277 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.40.4277
[28] A. Peres, “Critério de Separabilidade para Matrizes de Densidade”, Phys. Rev. Lett. 77, (1996) 1413.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.77.1413
[29] M. Horodecki, R. Horodecki e P. Horodecki, “Separabilidade de estados mistos: condições necessárias e suficientes”, Phys. Lett. A 223, (1996) 1-8.
https://doi.org/10.1016/S0375-9601(96)00706-2
[30] G. Vidal e RF Werner, “Medida computável de emaranhamento”, Phys. Rev. A 65, 032314 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.032314
[31] EM Rains, “Purificação de entrelaçamento via superoperadores separáveis”, arXiv: quant-ph/9707002(1997).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/9707002
arXiv: quant-ph / 9707002
[32] V. Vedral e MB Plenio, “Medidas de emaranhamento e procedimentos de purificação”, Phys. Rev. A 57, 1619 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.57.1619
[33] E. Chitambar, D. Leung, L. Mančinska, M. Ozols e A. Winter, “Tudo o que você sempre quis saber sobre LOCC (mas tinha medo de perguntar)”, Commun. Matemática. Física 328, 303 (2014).
https://doi.org/10.1007/s00220-014-1953-9
[34] JI Cirac, W. Dür, B. Kraus e M. Lewenstein, "Operações de entrelaçamento e sua implementação usando uma pequena quantidade de entrelaçamento", Phys. Rev. Lett. 86, 544 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.544
[35] A. Jamiolkowski, “Transformações lineares que preservam traços e semidefinição positiva de operadores”, Rep. Math. Física 3, 275 (1972).
https://doi.org/10.1016/0034-4877(72)90011-0
[36] M.-D. Choi, "Mapas lineares completamente positivos em matrizes complexas", Linear Algebra Appl. 10, 285 (1975).
https://doi.org/10.1016/0024-3795(75)90075-0
[37] S. Pal, P. Batra, T. Krisnanda, T. Paterek e TS Mahesh, “Localização experimental do entrelaçamento quântico através do mediador clássico monitorado”, Quantum 5, 478 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-06-17-478
[38] T. Krisnanda, M. Zuppardo, M. Paternostro e T. Paterek, e TS Mahesh, “Revelando a não-classicidade de objetos inacessíveis”, Phys. Rev. Lett. 119, 120402 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.120402
Citado por
[1] Anirban Roy Chowdhury, Ashis Saha e Sunandan Gangopadhyay, “Medidas teóricas de informação de estado misto em brana negra impulsionada”, arXiv: 2204.08012.
As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2022-10-11 13:56:59). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.
Não foi possível buscar Dados citados por referência cruzada durante a última tentativa 2022-10-11 13:56:57: Não foi possível buscar os dados citados por 10.22331 / q-2022-10-11-832 do Crossref. Isso é normal se o DOI foi registrado recentemente.
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